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202605016.pdf
文章编号：1672-6987（2026）05-0132-11；DOI：10. 16351/j. 1672-6987. 2026. 05. 016
张亚林，鞠云鹏* （青岛科技大学 自动化与电子工程学院，山东 青岛 266061）
摘 要：为解决四旋翼无人机负载变化及非线性强耦合问题，提出了一种基于串级控制的反 演滑模线性自抗扰控制方法。首先，为描述四旋翼无人机在内外干扰下的动态特性，建立了 其精确的动力学模型。然后，针对位置控制过程中所受到的外部干扰，采用反演滑模控制实 现其稳定控制。同时，针对姿态控制中负载变化和内部噪声的影响，采用线性自抗扰控制实 现计算值的快速跟踪，并通过带宽法解决线性自抗扰多参数调节问题。最后通过仿真验证了 该控制方法在抵抗内外部干扰及负载变化方面，具有较强的鲁棒性和抗干扰性。
关键词：反演滑模控制；线性自抗扰控制；带宽法；串级控制；负载四旋翼无人机
中图分类号：TP 273 文献标志码：A
引用格式：张亚林，鞠云鹏 . 基于串级控制的负载四旋翼无人机反演滑模线性自抗扰控制 ［J］. 青岛科技大学学报（自然科学版），2026，47（5）：132-142.
ZHANG Yalin， JU Yunpeng. Backstepping sliding mode linear active disturbance rejection control for quadrotor load UAV based on cascade control［J］. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition），2026，47（5）：132-142.
Backstepping Sliding Mode Linear Active Disturbance Rejection Control for Quadrotor Load UAV Based on Cascade Control
ZHANG Yalin，JU Yunpeng （College of Automation and Electronic Engineering， Qingdao University of Science and Technology， Qingdao 266061， China）
Abstract：To address the issues of payload variation and strong nonlinear coupling in quadrotor drones， a cascaded control strategy based on backstepping sliding mode linear active disturbance rejection control is proposed. Firstly， to depict the dynamic characteristics of the quadrotor drone under internal and external disturbances， an accurate dynamic model has been established. Secondly， to counteract the external disturbances experienced during position control， backstepping sliding mode control is employed to achieve stable control. Concurrently， to mitigate the impact of payload variations and internal noise during attitude control， linear active disturbance rejection control is adopted to realize fast tracking of calculated values， and the multi-parameter adjustment problem in linear active disturbance rejection is resolved through bandwidth method. Finally， simulations validate that this control strategy exhibits strong robustness and anti-interference capabilities in resisting internal and external disturbances as well as payload variations.
Key words：backstepping sliding mode control； linear active disturbance rejection control； bandwidth method； cascade control； quadrotor load UAV
收稿日期：2025-09-11
基金项目：山东省自然科学基金项目（ZR2020KE037，ZR2020MF087）.
作者简介：张亚林（1998-），男，硕士研究生 . * 通信联系人
